铁路隧道内无砟轨道上拱变形模型及其应用研究

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作者 赵国堂 李晨曦 +2 位作者 宋慧来 赵磊 赵一馨 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页

隧道在复杂地质和高水压环境下易产生衬砌裂损、渗漏水及隧底变形等病害,尤其是隧底隆起,对铁路安全和轨道平顺性构成威胁。提出水是隧底隆起的源头,基于水致泥岩膨胀与高水压对隧底及衬砌结构局部作用效应,构建隧底结构-荷载模型,并建... 隧道在复杂地质和高水压环境下易产生衬砌裂损、渗漏水及隧底变形等病害,尤其是隧底隆起,对铁路安全和轨道平顺性构成威胁。提出水是隧底隆起的源头,基于水致泥岩膨胀与高水压对隧底及衬砌结构局部作用效应,构建隧底结构-荷载模型,并建立有限元模型分析不同隧底围压下结构变形与层间损伤。计算结果表明:隧底围压增加导致结构层间及施工缝界面黏结失效迅速发展,轨道高低、水平、三角坑不平顺性增大,节段挤出效应显著;双线隧道更易发生显著的结构及轨道变形,单线隧道在相同条件下可减少80%隆起量;仰拱厚度不足加剧结构变形和层间离缝,仰拱隆起与无砟轨道上拱变形呈非线性,双线隧道仰拱厚度不足0.2 m时,结构隆起与上拱变形快速增加,层间黏结破坏的临界围压由厚度0.6 m的1.3 MPa降至厚度0.3 m的0.9 MPa。计算结果验证了结构-荷载模型的科学性,其揭示的隆起与上拱变形规律对铁路设计、建造与运维具有重要作用。 展开更多

关键词 隧道仰拱隆起 隧底围压 结构-荷载模型 轨道上拱变形 层间伤损

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铁路隧道仰拱隆起及无砟轨道上拱变形规律研究 被引量：1

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作者 赵一馨 赵磊 +1 位作者 宋慧来 赵国堂 《中国铁路》 北大核心 2024年第10期60-66,共7页

铁路隧道仰拱隆起及其引起的无砟轨道上拱变形,已成为高速铁路线路局部区段限速运行的主要原因。仰拱隆起病害的产生与泥岩膨胀及地下水的渗透作用密切相关。基于泥岩膨胀力与高水压在隧底的局部作用及其引起的隧底结构局部效应,提出仰... 铁路隧道仰拱隆起及其引起的无砟轨道上拱变形,已成为高速铁路线路局部区段限速运行的主要原因。仰拱隆起病害的产生与泥岩膨胀及地下水的渗透作用密切相关。基于泥岩膨胀力与高水压在隧底的局部作用及其引起的隧底结构局部效应,提出仰拱隆起及无砟轨道上拱的结构-荷载计算模型。计算结果表明:隧底荷载作用和仰拱厚度不足对仰拱隆起及无砟轨道上拱变形的影响呈现非线性特征,若荷载1 MPa以上及仰拱欠厚0.2 m以上,仰拱隆起及无砟轨道上拱变形急剧增加;仰拱施工缝等薄弱处所将会引起上拱变形峰值的出现;在相同条件下,单线隧道的上拱变形可以减少90%以上。 展开更多

关键词 铁路隧道 隧底荷载 无砟轨道 仰拱隆起 上拱变形 仰拱缺陷

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铁路5G-R综合数据传输平台及安全策略研究

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作者 左自辉 刘世鹏 +1 位作者 张子亮 张竑川 《中国铁路》 北大核心 2024年第8期77-82,共6页

5G-R是铁路下一代移动通信系统的主要制式,可以为智能铁路业务提供高可靠宽带数据传输服务。针对5G-R网络的承载需求,提出一种综合数据传输平台,实现不同数据类业务系统的统一接入,使用软件定义网络技术实现动态路由选择和高效数据转发... 5G-R是铁路下一代移动通信系统的主要制式,可以为智能铁路业务提供高可靠宽带数据传输服务。针对5G-R网络的承载需求,提出一种综合数据传输平台,实现不同数据类业务系统的统一接入,使用软件定义网络技术实现动态路由选择和高效数据转发。基于共享密钥的轻量化接入认证技术,对移动终端和网络侧设备进行双向身份认证,在应用域实现异构终端合法性校验。 展开更多

关键词 5G-R 综合数据传输平台 智能铁路 软件定义网络 接入认证

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级配对道砟集料性能影响的灰色系统分析

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作者 余文颖 徐旸 +2 位作者 张景昱 赵一馨 郄录朝 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期32-41,共10页

为研究级配对铁路道砟集料物理力学性能的影响,提出一种级配曲线量化方法,将级配曲线参数转换为具有确定性的函数表达式。在此基础上采用离散元仿真分析与灰色系统理论相结合的方法,研究级配对道砟集料性能的影响规律,并提出基于道砟集... 为研究级配对铁路道砟集料物理力学性能的影响,提出一种级配曲线量化方法,将级配曲线参数转换为具有确定性的函数表达式。在此基础上采用离散元仿真分析与灰色系统理论相结合的方法,研究级配对道砟集料性能的影响规律,并提出基于道砟集料性能的级配评价方法。结果表明:采用Logistic函数能准确地拟合各类级配曲线,相比于既有级配参数,用函数表征更具确定性;利用灰色关联分析法对比6种级配试样,发现最大粒径较小的级配,其孔隙率、轴向应力、横向变形等道床性能较优;减小最大公称粒径,并适当减少小粒径颗粒占比,有利于增大道床的密实度,提高道床承载力,增强道床的抗变形能力。 展开更多

关键词 道砟 级配参数 孔隙率 力学性能 灰色关联分析法

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基于检测车数据的JTC补偿电容容值估计方法 被引量：4

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作者 王少迪 赵林海 +2 位作者 孟景辉 吴楠 高利民 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期55-61,共7页

为满足铁路现场对无绝缘轨道电路补偿电容进行“状态修”的需要,基于电磁场理论建立并验证检测车补偿电容检测过程的有限元模型。在此基础上,分析补偿电容、钢轨阻抗和道床电阻对检测车接收天线中反馈信号幅值包络的影响程度,建立补偿... 为满足铁路现场对无绝缘轨道电路补偿电容进行“状态修”的需要,基于电磁场理论建立并验证检测车补偿电容检测过程的有限元模型。在此基础上,分析补偿电容、钢轨阻抗和道床电阻对检测车接收天线中反馈信号幅值包络的影响程度,建立补偿电容、钢轨电感与反馈信号幅值包络峰值三者间的回归模型。根据检测车对补偿电容的故障诊断特点,提出基于检测车数据的钢轨电感回归估计方法,并以此给出补偿电容容值估算公式。实验表明,本文方法具有估值准确、鲁棒性强等特点,为进一步实现补偿电容的故障预测和“状态修”提供理论支持。 展开更多

关键词 检测车 无绝缘轨道电路 补偿电容 容值估计

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基于近距检测的刚性悬挂接触线磨耗连续测量装置研制 被引量：4

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作者 盛良 《中国铁路》 2022年第6期106-112,共7页

通过分析现有刚性悬挂接触线磨耗测量装置的特点与不足,基于刚性悬挂汇流排的结构特点,研制出近距磨耗的连续检测装置。运用轮轨原理及连锁结构,研制了适用于“Π”型汇流排的移动载体。以激光三角测量原理和轮廓配准方法,实现了磨耗宽... 通过分析现有刚性悬挂接触线磨耗测量装置的特点与不足,基于刚性悬挂汇流排的结构特点,研制出近距磨耗的连续检测装置。运用轮轨原理及连锁结构,研制了适用于“Π”型汇流排的移动载体。以激光三角测量原理和轮廓配准方法,实现了磨耗宽度和偏磨量同步检测。运用线阵相机二维图像拼接技术,提出以表观成像方式实现波磨位置检测功能。最后,通过对实验室测试和现场运用,验证了装置的适用性和检测精度,为刚性悬挂接触网检测及维修提供了支持。 展开更多

关键词 架空刚性悬挂接触网 接触线 偏磨量 波磨 激光三角测量 曲率熵双窗函数 轮廓配准

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高速铁路联调联试数据管理技术研究与应用 被引量：8

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作者 杨东盛 东春昭 +1 位作者 韩春明 徐贵红 《中国铁路》 2020年第9期69-76,共8页

高速铁路联调联试数据管理技术首次将前置系统与大数据服务端在不同网络环境部署,数据接入模块结构化和非结构化数据分类别更新存储,数据访问控制及多种接口方式实现数据安全可控、共享等设计,实现了联调联试多专业、多类型数据的集中... 高速铁路联调联试数据管理技术首次将前置系统与大数据服务端在不同网络环境部署,数据接入模块结构化和非结构化数据分类别更新存储,数据访问控制及多种接口方式实现数据安全可控、共享等设计,实现了联调联试多专业、多类型数据的集中采集、自动汇集和分类共享,进而实现了联调联试数据的现场采集、分类汇集、集中存储、大数据分析、共享及可视化综合应用的全流程闭环管理,为联调联试数据管理体系建设提供有效支撑,也为智能高铁联调联试的数据挖掘、分析奠定了基础。 展开更多

关键词 智能高铁 联调联试 大数据 数据管理 采集与共享

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基于文本分析的高铁技术规章优化研究 被引量：2

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作者 杨连报 刘新 +4 位作者 董兴芝 李新琴 薛蕊 东春昭 徐贵红 《中国铁路》 2020年第11期62-66,共5页

针对运营实践中高铁技术规章动态优化缺乏数据支撑的问题,结合某铁路局集团公司现场各专业巡检的安全违章记录文本数据,提出基于集成学习LightGBM的文本智能分类模型。该模型主要分为学习和推理阶段,学习阶段主要依据技术规章制定分类... 针对运营实践中高铁技术规章动态优化缺乏数据支撑的问题,结合某铁路局集团公司现场各专业巡检的安全违章记录文本数据,提出基于集成学习LightGBM的文本智能分类模型。该模型主要分为学习和推理阶段,学习阶段主要依据技术规章制定分类标准并对安全违章记录部分数据进行标注形成训练数据,然后对训练数据中有关人名、地名、日期、标点等数据进行滤除,通过融合领域词典的Jieba分词工具对文本进行分词,应用Word2Vec生成文本特征向量,最后通过LightGBM分类模型实现智能分类;推理阶段主要应用学习阶段的分类模型对剩余的所有安全违章记录文本数据进行预测,最终通过预测结果分析现场人员常见的违章类型以及违章中具体的违反细则,为技术规章的动态优化和修订提供依据,为进一步分析事故故障与技术规章的关联关系奠定基础。 展开更多

关键词 高速铁路 技术规章 LightGBM 文本分类 Word2Vec 动态优化

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基于图像识别与离散元融合的铁路道砟孔隙空间分布解析

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作者 徐旸 赵一馨 +2 位作者 余文颖 郄录朝 李录壮 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4723-4732,共10页

为解决铁路道砟级配设计中道砟试样孔隙空间分布特性难以精准解析的难题,创建一套基于离散单元法与图像识别技术融合的道砟孔隙空间分布量化分析方法,为大尺度道砟颗粒孔隙空间分布特性的反演提供新的解决方案。通过自编图像识别算法,... 为解决铁路道砟级配设计中道砟试样孔隙空间分布特性难以精准解析的难题,创建一套基于离散单元法与图像识别技术融合的道砟孔隙空间分布量化分析方法,为大尺度道砟颗粒孔隙空间分布特性的反演提供新的解决方案。通过自编图像识别算法,实现层间孔隙空间分布的精准量化,并结合离散元理论分析结果,研究不同级配道砟孔隙率与力学性能的关系。研究结果表明:级配孔隙不均匀系数与不同级配试样的塑性变形量存在相关系数为0.96的显著正相关关系。道砟集料的抗变形能力与道砟集料内部的接触力分布均匀性呈强相关关系。建议在道砟的级配设计时,将级配孔隙不均匀系数及道砟集料内部应力分布均匀性作为合理级配评价的主要因素。本研究可为实现我国铁路道砟级配的多元化、延长有砟道床的使用寿命、节约道砟资源提供参考。 展开更多

关键词 铁路轨道 有砟道床 离散元 孔隙率 图像识别

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考虑轨面设备的无绝缘轨道电路道砟电阻回归测量方法 被引量：7

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作者 赵林海 江浩 +1 位作者 孟景辉 高利民 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期154-163,共10页

针对无绝缘轨道电路中因补偿电容和调谐区单元等轨面设备影响而难以准确测量道砟电阻的问题,提出由轨面电流幅值测量、参数拟合和回归计算3部分组成的道砟电阻回归测量方法。根据传输线理论,构建轨面电流幅值包络模型,分析道砟电阻、补... 针对无绝缘轨道电路中因补偿电容和调谐区单元等轨面设备影响而难以准确测量道砟电阻的问题,提出由轨面电流幅值测量、参数拟合和回归计算3部分组成的道砟电阻回归测量方法。根据传输线理论,构建轨面电流幅值包络模型,分析道砟电阻、补偿电容和调谐区设备对轨面电流幅值的影响规律;对轨面电流幅值进行指数拟合,得到不同道砟电阻所对应的衰减因子,构建衰减因子与道砟电阻的回归计算式;基于人工方式实地测量的轨面电流幅值,回归计算得到道砟电阻;通过轨道电路半实物仿真实验平台,对该测量方法分别进行功能验证和性能验证。结果表明:功能验证中,仅测量指定3个位置点的轨面电流,即可较为准确地估算出道砟电阻,绝对误差为0.08Ω⋅km,相对误差为4.04%;性能验证中,计算得到道砟电阻的最大绝对误差仅为0.157Ω⋅km,对应的相对误差为7.9%,且测量结果受补偿电容和调谐区设备故障的影响较小。 展开更多

关键词 铁路信号系统 电气化铁路 无绝缘轨道电路 道砟电阻 轨面电流幅值包络 回归测量

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基于LSTM的轨道电路补偿电容故障数量预测 被引量：13

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作者 康玄烨 赵林海 +1 位作者 孟景辉 高利民 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期94-99,共6页

针对铁路现场的补偿电容故障记录,提出一种基于长短时记忆(LSTM)的轨道电路补偿电容故障数量预测方法。首先基于补偿电容故障记录,按一定的间隔时间统计构建补偿电容故障数量随时间变化的序列;然后基于LSTM构建故障数量预测模型,利用Ada... 针对铁路现场的补偿电容故障记录,提出一种基于长短时记忆(LSTM)的轨道电路补偿电容故障数量预测方法。首先基于补偿电容故障记录,按一定的间隔时间统计构建补偿电容故障数量随时间变化的序列;然后基于LSTM构建故障数量预测模型,利用AdaDelta算法训练模型参数;再针对LSTM初始化超参数对预测模型性能有较大影响的问题,利用萤火虫算法对超参数进行优化,从而挖掘补偿电容故障数量随时间的变化规律,并实现对补偿电容未来一段时间内故障数量的预测。实验表明,该方法能够良好地拟合补偿电容故障数量随时间的变化规律,并能够较准确地预测补偿电容的故障数量,从而可以指导铁路部门提前协调设备、资金和维修人员等资源,提高补偿电容运维效率,为补偿电容故障预测的研究提供了新思路。 展开更多

关键词 LSTM模型 补偿电容 故障数量预测 萤火虫算法 无绝缘轨道电路

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高速铁路轨道短波健康状态动态诊断模型和方法 被引量：13

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作者 刘金朝 徐晓迪 +3 位作者 牛留斌 孙善超 张二永 赵钢 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期69-74,共6页

高速铁路钢轨波磨、焊接接头凸凹、翼轨堆高等短波病害虽然幅值较小,但会产生较大的振动冲击响应,增加轮轨系统部件的损伤。结合轴箱加速度和轮轨力高频车辆动态响应,提出集成轨道冲击指数(TII)和波磨指数(RCI)的高速铁路轨道短波健康... 高速铁路钢轨波磨、焊接接头凸凹、翼轨堆高等短波病害虽然幅值较小,但会产生较大的振动冲击响应,增加轮轨系统部件的损伤。结合轴箱加速度和轮轨力高频车辆动态响应,提出集成轨道冲击指数(TII)和波磨指数(RCI)的高速铁路轨道短波健康状态动态诊断方法,以及基于改进同步压缩短时傅里叶变换(SSTFT)的时频特征挖掘算法和轨道-轮对系统高频仿真模型。新的动态诊断方法利用安装在高速综合检测列车上的传感器采集的车辆动态响应数据,计算带通滤波后数据的加窗能量信号用以代替原始振动信号,在保留轨道短波病害引起的高频振动特性的前提下,将轨道短波冲击引起的振动特性从高频解调到低频,保证了结果的高稳定性,解决了利用幅值进行评判时诊断结果随机性较强的难题。分析结果和现场复核结果表明,新的评判方法能有效诊断钢轨波磨、焊接接头凸凹等短波病害。 展开更多

关键词 轨道冲击指数 波磨指数 轨道短波不平顺 轴箱振动加速度 高速铁路

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基于车辆响应的高速铁路周期性轨道短波病害时频特性分析 被引量：12

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作者 晏兆晋 高翠香 +2 位作者 徐晓迪 刘金朝 孙善超 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期10-17,共8页

对基于同步压缩小波变换提取瞬时频率的方法进行改进,使之可完整、准确地提取振动信号的瞬时频率曲线,避免因时频聚集性较差以及交叉项的干扰带来的问题。采用该方法对高速综合检测列车轴箱加速度数据进行时频分析,提取钢轨短波不平顺... 对基于同步压缩小波变换提取瞬时频率的方法进行改进,使之可完整、准确地提取振动信号的瞬时频率曲线,避免因时频聚集性较差以及交叉项的干扰带来的问题。采用该方法对高速综合检测列车轴箱加速度数据进行时频分析,提取钢轨短波不平顺的瞬时频率,根据其变化特性精确定位钢轨疑似波磨和打磨痕迹区段。结果表明:轴箱加速度波形均呈现周期性;分析区段的振动数据中包含150和75mm 2种波长呈现倍数关系的强振动数据,现场测试发现该处存在较强的钢轨波磨现象,波磨波长为150mm,同时现场还存在波长为75mm的钢轨周期性打磨痕迹;75mm的钢轨周期性打磨痕迹引起轮轨系统的非线性振动,振动频率达到1 125Hz,与扣件固有频率562Hz呈倍频关系,导致扣件产生强烈的共振,从而引发轮-轨接触共振,造成钢轨表面产生塑性变形,形成塑流性波磨,在列车的反复作用下,该处产生150mm波长的波磨。 展开更多

关键词 钢轨波磨 打磨痕迹 车辆动态响应 轴箱振动加速度 钢轨短波病害 检测数据分析

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基于大数据技术的高速铁路综合试验数据管理 被引量：4

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作者 东春昭 杨东盛 +1 位作者 许聪 徐贵红 《中国铁路》 2020年第2期110-115,共6页

大数据技术为提升高速铁路综合试验数据管理,支持试验数据采集、传输、存储、分析、应用和共享等提供了有效手段。分析我国高速铁路综合试验管理现状和需求,并结合大数据技术特点,为充分挖掘高速铁路综合试验数据的大数据价值和实现综... 大数据技术为提升高速铁路综合试验数据管理,支持试验数据采集、传输、存储、分析、应用和共享等提供了有效手段。分析我国高速铁路综合试验管理现状和需求,并结合大数据技术特点,为充分挖掘高速铁路综合试验数据的大数据价值和实现综合试验数据管理体系建设和数据共享,给出基于大数据技术的各类试验数据管理方法论,并形成一套能在综合试验现场实施应用的服务系统。该研究为保障综合试验数据的安全和高效管理、挖掘试验数据价值、实现试验数据共享提供支持,可提高高速铁路综合试验数据管理水平,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 大数据 高速铁路 综合试验 数据管理 铁路信息化

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